3) Ток срабатывания защиты определяется из условия отстройки от номинального тока двигателя:
, (2.7)
где – коэффициент отстройки.
А.
4) Коэффициент чувствительности не определяется.
5) Ток срабатывания реле:
А. (2.8)
Принимаем к установке реле РСТ 13-19, у которого ток срабатывания находится в пределах .
Определим сумму уставок:
. (2.9)
Принимаем уставку
.
Найдем ток уставки реле:
А.
6) Выдержка времени защиты отстраивается от времени пуска электродвигателя и равна с. Используем реле времени РВ-01.
2.3 Защита минимального напряжения
Защита выполняется двухступенчатой. Первая ступень отключает неответственную нагрузку.
1) Для выполнения защиты будем использовать реле типа РСН 16, которое имеет коэффициент возврата .
2) Выбираем трансформатор напряжения типа ЗНОЛ.06-10:
В, В.
Коэффициент трансформации трансформатора напряжения:
.
3) Напряжение срабатывания первой ступени отстраивается от минимального рабочего напряжения, которое составляет 70 % от номинального: :
В, (2.10)
здесь – коэффициент отстройки.
4) Коэффициент чувствительности не рассчитывается, так как неизвестно минимальное остаточное напряжение на шинах при металлическом коротком замыкании в конце зоны защищаемого объекта.
5) Напряжение срабатывания реле первой ступени
В.
Принимаем к установке реле РСН 16-28, у которого напряжение срабатывания находится в пределах .
Определим сумму уставок:
. (2.11)
Принимаем уставку .
Найдем напряжение уставки реле I ступени:
В.
6) Выдержка времени принимается на ступень селективности больше времени действия быстродействующей защиты от многофазных коротких замыканий. Примем с. Реле времени РВ-01.
Вторая ступень защиты отключает сам двигатель.
1) Вторую ступень защиты также выполним на реле РСН 16, коэффициент возврата .
2) Реле включается во вторичные цепи того же трансформатора напряжения, что и реле первой ступени.
3) Напряжение срабатывания второй ступени:
В, (2.12)
здесь – коэффициент отстройки.
4) Коэффициент чувствительности не определяем.
5) Напряжение срабатывания реле первой ступени
В.
Принимаем к установке реле РСН 16-23, у которого напряжение срабатывания находится в пределах .
Определим сумму уставок:
. (2.13)
Принимаем уставку .
Найдем напряжение уставки реле I ступени:
В.
6) Время срабатывания второй ступени защиты принимаем с, так как по технологии недопустим самозапуск двигателя от напряжения . Используем реле времени РВ-01.
3. Расчет защиты трансформатора Т3
Сборные шины Е подключаются к питающей сети переменного тока через трансформатор Т3. Повреждения и ненормальные режимы возможны как в трансформаторе, так и на сборных шинах, поэтому необходима установка защит как со стороны питания, так и со стороны сборных шин.
Основными защитами трансформатора являются:
1) Токовая отсечка без выдержки времени от многофазных коротких замыканий в обмотках и на выводах трансформатора;
2) газовая защита от внутренних повреждений и понижения уровня масла;
3) МТЗ от внешних многофазных кз.
4) токовая защита от перегруза.
Номинальная мощность трансформатора:
кВА, (3.1)
– напряжение короткого замыкания трансформатора.
Поскольку номинальная мощность трансформатора больше 400 кВА, то газовая защита устанавливается.
3.1 Т.О. без выдержки времени
1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13.
2) Номинальный ток первичной обмотки трансформатора:
А. (3.2)
Выбираем трансформатор тока ТЛМ-10-150-0,5/10Р:
А, А.
Коэффициент трансформации трансформатора тока:
.
Трансформаторы тока и реле включены по схеме неполной звезды с реле в нулевом проводе: .
3) Ток срабатывания защиты отстраивается от максимального тока кз:
А, (3.3)
где – коэффициент отсечки (принимаем реле типа РСТ - 13)
Коэффициент чувствительности определяется при двухфазном коротком замыкании в минимальном режиме на выводах высокого и низкого напряжений:
. (3.4)
5) Ток срабатывания реле:
А. (3.5)
Принимаем к установке реле РСТ 13-29, у которого ток срабатывания находится в пределах .
Определим сумму уставок:
. (3.6)
Принимаем сумму уставок .
Найдем ток уставки реле:
А.
3.2 Газовая защита от внутренних повреждений и понижения уровня масла
Ток, проходящий через место установки токовой защиты при повреждении внутри бака трансформатора (пример межвитковое замыкание), определяется числом замкнутых витков и поэтому может оказаться не достаточным для ее действия. Однако витковое замыкание представляет опасность для трансформатора; и защиты отключатся. Опасные внутренним повреждением является также «пожар стали» магнитопровода, который возникает при нарушении изоляции между листами магнитопровода, что ведет к увеличению потерь на перемагничивании и вихревые токи. Потери вызывают, местный нагрев стали, ведущий к дальнейшему разрушению изоляции. Токовая и дифференциальная защиты на этот вид повреждения не реагируют. Отсюда возникает необходимость использования специальной защиты от внутренних повреждений - «газовой», фиксирующей появление в баке поврежденного трансформатора газа. Образование газа является следствием разложения трансформаторного масла и других изолирующих материалов под действием электрической дуги или не допустимого нагрева. Интенсивность газообразования зависит от характера и размеров повреждения. Это дает возможность выполнить газовую защиту, способную различить степень повреждения, и в зависимости от этого действовать на сигнал или отключение.
Основным элементом газовой защиты является газовое реле KGS, устанавливаемое в маслопроводе между баком и расширителем. Принимаем к установке реле типа: РГТ – 80 (струйное) которое имеет два отключающих и один сигнальный элемент.
Время срабатывания реле составляет tср=0,05--0,5 с.
Уставка по скорости составляет 0,65 м/с.
3.3 Максимальная токовая защита от внешних многофазных к.з.
1) Ток срабатывания МТЗ понижающего трансформатора определяется, исходя из максимального рабочего тока.
Принимаем:
2) Ток срабатывания защиты с учетом коэффициента само запуска электродвигателей :
(3.7)
где – коэффициент отсечки (принимаем реле типа РСТ - 13)
– коэффициент возврата
где – коэффициент схемы (неполная звезда);
(3.8)
Ток срабатывания реле:
(3.9)
Принимаем реле РСТ 13-24
Ток уставки равен:
Время сработки защиты:
Tсз(30)=0.6c=tсз+∆t=0.2+0,4=0,6с.
3.4 Максимальная токовая защита с выдержкой времени – защита от перегруза
1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13 с коэффициентом возврата .
2) Принимаем к установке уже выбранный в п.3.1 трансформатор тока ТЛМ-10-150-0,5/10Р. Трансформаторы тока включены по схеме неполной звезды, реле устанавливается в одну фазу (так как перегруз является симметричным режимом): . Коэффициент трансформации .
3) Определим ток срабатывания защиты, который отстраивается от максимального рабочего тока на ВН трансформатора:
, (3.7)
где – коэффициент отстройки;
– максимальный рабочий ток трансформатора.
А. (3.8)
4) Коэффициент чувствительности не определяется.
5) Ток срабатывания реле:
А. (3.9)
Принимаем к установке реле РСТ 13-24, у которого ток срабатывания находится в пределах .
Определим сумму уставок:
. (3.10)
Принимаем сумму уставок .
Найдем ток уставки реле:
А.
6) Время срабатывания защиты определяется технологическим процессом и принимается с. Используем реле времени РВ-01.
4. Защита сборных шин (секционный выключатель Q15)
Для защиты сборных шин 220 кВ используется дифференциальная токовая защита
1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13.
2) Принимаем к установке трансформатор тока ТФНД-220-1000-0,5/10Р. Трансформаторы тока включены по схеме неполной звезды, реле устанавливается в одну фазу (так как перегруз является симметричным режимом): . Коэффициент трансформации .
3) Отстройка от тока не баланса:
(4.1)
где – обусловлен воздействием апериодической составляющей тока на ток срабатывания;
– коэффициент однотипности;
– класс точности релейной защиты.
А
А (4.2)
4) Отстройка от тока максимального тока нагрузки:
А (4.3)
А (4.4)
Ток срабатывания пускового комплекта ДЗ принимаем наибольшее значение:
А
(4.5)
5)Ток срабатывания реле:
А. (4.6)
Принимаем к установке реле РСТ 13-24, у которого ток срабатывания находится в пределах .
Определим сумму уставок:
. (3.10)
Принимаем сумму уставок .
Найдем ток уставки реле:
А.
5. Расчёт защиты кабельной линии Л5
На кабельной линии устанавливаются следующие виды защит:
1) токовая отсечка без выдержки времени;
2) максимальная токовая защита с выдержкой времени;
3) защита от однофазных замыканий на землю.
5.1 Токовая отсечка без выдержки времени
1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13.
2) Допустимый ток кабеля А-185 (трехжильный алюминиевый кабель, прокладываемый в земле, на 10 кВ): А.
3) Максимальный рабочий ток линии примем равным длительно допустимому току кабеля.
, (5.1)
где – число кабельных линий Л5.
А.
Принимаем к установке трансформатор тока типа ТПОЛ-10-1000-0,5/10Р: А, А. Коэффициент трансформации трансформатора тока:
.
Схема соединения трансформаторов тока и реле – неполная звезда, коэффициент схемы .
